用于微元件布置的印刷和其它技术的使用的制作方法

专利名称：用于微元件布置的印刷和其它技术的使用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光面板及其制造方法。本发明还涉及是一种制造发光面板的丝网制造工艺(web fabrication process)。
背景技术：
在典型的等离子体显示器中，气体或混合气体被封闭在正交交叉且分隔的导体之间。所述交叉导体限定了交叉点的矩阵，这些交叉点排列为发光的微小的图像元素(像素)的阵列。在任何一个既定像素处，正交交叉且分隔的导体作为电容器的相对极板，被封闭的气体用作电介质。当施加足够大的电压时，该像素处的气体电离产生要被引向正导体的自由电子和要被引向带负电的导体的带正电的气体离子。这些自由电子和带正电的气体离子与其它气体原子碰撞而产生雪崩效应，雪崩效应还产生更多的自由电子和带正电的离子，从而产生等离子体。发生这种电离的电位被称为写电压(write voltage)。
在施加写电压时，像素处的气体电离并仅仅短暂地发光，由于电离形成的自由电荷向单元(cell)的绝缘电介质壁迁移，这些电荷在该绝缘电介质壁上产生与施加电压相反的电压(opposing voltage)，从而抑制电离。一旦一个像素已经被完成写操作，则利用交变保持电压(sustain voltage)产生连续序列的光发射。保持波形(sustain waveform)的振幅小于写电压的振幅，因为从先前的写操作或保持操作保留下来的壁电荷产生一个电压，该电压加至随后施加的极性相反的保持波形的电压上，以产生电离电压。按照数学方式表达，上述思想可以表示为Vs＝Vw-Vwall，其中Vs是保持电压、Vw是写电压、Vwall是壁电压。因此，由保持波形单独不能使未先前写的(或已擦除的)像素电离。擦除操作可以被认为是某种写操作，只是该写操作仅允许以前带电的单元壁放电；除了时序(timing)和振幅，擦除操作类似于写操作。
典型地，导体有两种不同的设置，用于进行写、擦除和保持操作。所有设置的一个公共要素是保持电极和寻址电极彼此间隔，等离子形成气体位于其间。因此，寻址电极或保持电极中的至少一个电极位于当等离子形成气体电离而离开等离子体显示器时，辐射行进的路径中。从而，必须使用透明或半透明的导电材料，例如氧化铟锡(ITO)，以便电极不会干扰等离子体显示器显示的图像。然而，使用ITO具有几个缺点，例如ITO价格昂贵，会给制造工艺和最终的等离子体显示器增加成本。
第一种设置使用两种正交交叉的导体一寻址导体(addressing conductor)和一保持导体(sustaining conductor)。在这种类型的气体面板中，保持波形施加于所有寻址导体和保持导体，以便气体面板维持发光像素的以前被写的图案(written pattern)。对于传统的写操作，适当的写电压脉冲被叠加于保持电压波形上，以便写脉冲和保持脉冲联合产生电离作用。为了独立地对各像素进行写操作，寻址导体和保持导体中的每一个都有单独的选择电路。因此，通过对所有的寻址导体和保持导体施加一个保持波形，而只对一个寻址导体和一个保持导体施加写脉冲，只会对位于选定的寻址导体和保持导体的交点处的一个像素产生写操作。
第二种设置使用三个导体。在这种所谓共面保持面板(coplanar sustainingpanel)中，在三个导体的交点处形成每个像素，一个是寻址导体，另两个为平行的保持导体。在这个设置中，寻址导体与两个平行的保持导体正交。带有这种类型的面板，在两个平行的保持导体之间进行保持功能，通过在寻址导体和两个平行的保持导体中的其中一个之间产生放电，来实现寻址功能。
保持导体有两种类型，即寻址—保持导体和单纯的保持导体。寻址—保持导体具有双重的功能与单纯的保持导体一起实现持续的放电；完成一个寻址功能。因此，寻址—保持导体是独立可选的，因而一个寻址波形可应用于任何一个或多个寻址—保持导体。另一方面，单纯的保持导体以这样一种典型的方式连接即一个保持波形可以同时施加到所有的单纯保持导体，以使它们在同一瞬间具有相同的电位。
使用各种将等离子形成气体封装在电极组中的方法，已经构建了许多类型的等离子体平面显示装置。在一种等离子体显示面板中，各自表面上带有导线电极的平行玻璃板在空间上被均匀分开，并在外部的边缘处密封在一起，平行板之间形成的腔体内填充等离子形成气体。尽管这种开放式的显示器结构被广泛应用，但它具有很多缺点。平行板外部边缘的密封及等离子形成气体的注入都是昂贵和耗时的工艺，结果导致了昂贵的终端产品。除此之外，在电极穿过平行板端部的位置很难获得好的密封，这会导致气体泄漏并缩短产品寿命。另一个缺点是各个像素在平行板中不是分离的。因此，在写操作过程中，选定像素处的电离行为会溢出到临近的像素，从而提高了可能激发临近的像素的这种不希望看到的现象。即使没有激发临近的像素，电离行为也能改变临近像素的开启和断开特性。
在另一种公知的等离子体显示器中，独立的像素通过在其中一个平行板上形成沟槽或在平行板之间夹持穿孔绝缘层来机械地隔离单个像素。然而，这些机械隔开的像素不是完全封闭的或彼此完全隔离的，因为在像素之间需要等离子形成气体的自由通道，以确保在整个面板中的压强均匀。尽管这种显示器结构减少了溢出，但因为像素彼此之间不是整体地电隔离，所以溢出仍旧可能产生。此外，在这种类型显示器中很难恰当地对准电极和气室，这可能会引起像素不发亮(misfire)。由于是开放的显示结构，所以也很难在板边缘获得良好的密封。而且，注入等离子形成气体及密封平行板外缘是昂贵和耗时的。
在另外一种公知的等离子体显示器中，平行板之间独立的像素被机械地隔开。在这种类型显示器中，等离子形成气体被装在一个透明的微元件内，这种微元件由一个封闭的透明壳构成。已经有多种方法来将充有气体的微元件容纳在平行板间。在一种方法中，不同尺寸的微元件被紧密地聚束在一起并随机分布在单个层上，并且夹在两个平行板之间。在第二种方法中，微元件被嵌在一层透明的介电材料中，然后这层材料被夹在平行板之间。第三种方法中，穿孔的不导电材料层夹在平行板之间，充有气体的微元件分布在孔中。
虽然以上讨论的各种类型的显示器基于不同的设计理念，但在制造过程中使用的生产方法大致是相同的。从传统的角度讲，采用批量的制造工艺来生产这些类型的等离子面板。如本领域众所公知的，在批量工艺中，各个零部件通常是在不同制造商采用不同的设备单独生产的，然后一起送到一起来组装，其中一次生产一个单独的等离子体面板。批量生产工艺有很多缺点，例如，完成最终产品所需的时间很长。较长的生产周期增加了生产成本，并由于本领域许多其它原因而不期望生产周期长。例如，在检测其中一个组件中的缺陷或故障、以及对缺陷或故障进行有效校正的过程中，可能生产出大量不符合标准的、有缺陷的、完全或部分无用的已经完成的等离子体面板。
这对于以上讨论的前两种显示器尤为正确，第一种显示器中在每个像素之间没有机械性隔离，第二种显示器通过在一个平行板上形成沟槽或在两个平行面板之间插入多孔的绝缘层而机械性隔离每个像素。由于等离子形成气体不是在单个像素/子像素尺度上被隔离，因此制备工艺阻碍了对大部分零部件的检测，直到整个显示器组装完。结果，显示器只有在两个平行板被密封在一起并且等离子形成气体被填充到两个板之间的腔体后才能检测。如果后期的产品检测显示任何可能发生的潜在的问题，(例如在特定的像素/子像素处发光差或没有发光)，整个显示器将被废弃。

发明内容
本发明的优选实施例提供了一种发光面板，其可以被用作大面积的辐射源，用于能量调制、粒子检测和作为平板显示器。由于其独特的特性，上述应用优选使用气体-等离子面板。
一种形式是，该发光面板被用作大面积的辐射源。通过配置发光面板来发出紫外光，该面板可用于固化、喷漆和消毒。通过加上白磷涂层来将该紫外光转换为可见的白光，该面板还可用作照明光源。
另外，通过在至少一个实施例中以微波传输模式构造面板，发光面板可以被用作等离子切换相阵列。该面板按下述方式构造在电离过程中，等离子形成气体产生了针对微波的局部折射指数的改变(尽管其它波长的光会起作用)。通过在局部区域引入相位偏移和/或将微波导出面板的特定通孔，能按照期望的图案控制来自面板的微波束的方向。
另外，发光面板可以用于粒子/光子探测。在这种实施方式中，发光面板被施加一稍低于电离所需的写电压的电位。当在面板中的特定位置处该装置承受外界能量时，这些额外的能量将致使特定区域中的等离子形成气体电离，从而能提供探测外界能量的装置。
此外，发光面板还可以用于平板显示器。与同样尺寸的阴极射线管(CRTs)相比，这些显示器能被制造得非常薄和轻，从而使得这些显示器非常适用于家庭、办公室、剧院和广告牌。此外，这些显示器能被制造成大尺寸，并且具有足够的分辨率，以适应高清晰度电视机(HDTV)。气体等离子面板没有电磁失真，因此非常适用于特别受磁场强烈影响的应用，例如军事应用、雷达系统、火车站和其它地下系统。
本发明的一实施例包括一种将微元件粘附至部分导电的基板的方法，该基板上印刷有导电区域。该方法包括将该部分导电的基板传送至含有粘接剂的第一插入工具的印刷范围内；将该粘接剂的一部分放置到该部分导电的基板的导电区域上；将其上具有该部分粘接剂的该部分导电的基板传送至含有至少一个微元件的第二插入工具的印刷范围内；以及将所述至少一个微元件放置到位于该部分导电的基板的该导电区域上的该部分粘接剂上。
本发明的另一实施例包括一种将多个微元件放置到基板的预定部分的方法。该方法包括给该基板的预定部分充以第一电荷；给所述多个微元件充以第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将所述多个带电微元件引至所述带电基板，其中所述多个带电微元件被静电吸引至该基板的带电预定部分。
本发明的另一实施例包括一种将多个微元件放置到基板的预定部分的方法。该方法包括给该基板的第一预定部分充以第一电荷；给第一组多个微元件充以第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将该第一组带电微元件引至该基板的第一带电部分，其中所述第一组带电微元件被静电吸引至该基板的第一带电部分；借助施加给该基板的力，帮助去除该第一组带电微元件中的未粘附至该基板的第一带电部分的微元件；给该基板的第二预定部分充以该第一电荷；给第二组多个微元件充以该第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将第二组带电微元件引至该基板的第二带电部分，其中该第二组带电微元件被静电吸引至该基板的第二带电部分；施加力于该基板，以去除该第二组带电微元件中的未粘附至该基板的第二带电部分的微元件；给该基板的第三预定部分充以该第一电荷；给第三组多个微元件充以该第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将第三组带电微元件引至该基板的第三带电部分，其中该第三组带电微元件被静电吸引至该基板的第三带电部分；施加力于该基板，以去除该第三组带电微元件中的未粘附至该基板的第三带电部分的微元件。
本发明的另一实施例包括一种将多个微元件置入基板的预定部分的系统。该系统包括用于给多个微元件充以第一电荷的装置；用于给该基板的预定部分充以第二电荷的装置，其中该第一电荷和该第二电荷极性相反；用于将所述多个微元件引至该基板的预定带电部分的装置，其中所述多个微元件和该基板的预定带电部分之间的静电力将所述多个微元件吸引至该基板的预定带电部分；和用于去除所述多个微元件中的没有被置于该基板的预定带电部分中的微元件的装置。
本发明的另一实施例包括一种将微元件置于基板的承窝中的方法。该方法包括将在预定位置处具有第一孔的第一掩模置于该基板上，其中该第一孔位于该基板内的第一组承窝的上方；将发出第一颜色的多个微元件引至该掩模；施加力于该第一掩模和该基板其中之一，以有助于将所述微元件置入该基板内的第一组承窝中；将在预定位置处具有第二孔的第二掩模置于该基板上，其中该第二孔位于该基板内的第二组承窝的上方；将发出第二颜色的多个微元件引至该掩模；施加力于该第二掩模和该基板其中之一，以有助于将所述微元件置入该基板内的第二组承窝中；将在预定位置处具有第三孔的第三掩模置于该基板上，其中该第三孔位于该基板内的第三组承窝的上方；将发出第三颜色的多个微元件引至该掩模；施加力于该第三掩模和该基板其中之一，以有助于将所述微元件置入该基板内的第三组承窝中。
本发明的其它特征、优点和实施例将在下面的说明书中被部分阐述，并且从本说明书中显而易见的得出，或可以从本发明的实践中获得。


从下述结合附图的详细描述，本发明的上述及其它特征和优点将变得更加清楚。
图1描述了发光面板的一部分，显示通过图案化基板而形成的承窝的基本结构，如本发明一实施例所揭示的那样；图2描述了发光面板的一部分，显示通过图案化基板而形成的承窝的基本结构，如在本发明的另一实施例所揭示的那样；图3A是显示具有立方体形状的腔体的一个例子；图3B是显示具有圆锥体形状的腔体的一个例子；图3C是显示具有平截头圆锥体形状的腔体的一个例子；图3D是显示具有抛物面形状的腔体的一个例子；图3E是显示具有球体形状的腔体的一个例子；图3F是显示具有圆柱形状的腔体的一个例子；图3G是显示具有棱锥形状的腔体的一个例子；图3H是显示具有平截头棱锥体形状的腔体的一个例子；图3I是显示具有平行六面体形状的腔体的一个例子；图3J是显示具有棱柱体形状的腔体的一个例子；图4是显示本发明的一实施例的发光面板的承窝结构，具有较窄的视野；
图5是显示本发明的一实施例的发光面板的承窝结构，具有较宽的视野；图6A描述了发光面板的一部分，显示了通过设置多个材料层、然后选择性地去除材料层的一部分形成的承窝的基本结构，其中电极具有共面构造；图6B是图6A的断面图，其更详细地显示了共面保持电极；图7A是描述了发光面板的一部分，显示了通过设置多个材料层、然后选择性地去除材料层的一部分形成的承窝的基本结构，其中电极具有中平面(mid-plane)构造；图7B是图7A的断面图，其更详细地显示了最上层保持电极；图8描述了发光面板的一部分，显示了通过设置多个材料层、然后选择性地去除材料层的一部分形成的承窝的基本结构，其中电极的构造是具有两个保持电极和两个寻址电极，寻址电极位于两保持电极之间；图9描述了发光面板的一部分，显示了承窝的基本结构，所述承窝是通过图案化基板、然后在基板上设置多个材料层而形成，以便材料层与腔体的形状一致，电极具有共面构造；图10描述了发光面板的一部分，显示了承窝的基本结构，所述承窝上通过图案化基板、然后在基板上设置多个材料层而形成，以便材料层与腔体的形状一致，电极具有中平面构造；图11描述了发光面板的一部分，显示了承窝的基本结构，所述承窝上通过图案化基板、然后在基板上设置多个材料层形成，以便材料层与腔体的形状一致，电极的构造是具有两个保持电极和两个寻址电极，寻址电极位于两保持电极之间；图12是描述制造发光显示器的丝网制造方法的流程图，如本发明的一实施例所描述；图13是描述制造发光显示器的丝网制造方法的图解示意图，如本发明的一实施例所描述；图14显示了发光面板的一部分的分解图，示出了通过在基板上设置具有对准孔的多个材料层形成的承窝的基本结构，其中电极具有共面构造；图15显示了发光面板的一部分的分解图，示出了通过在基板上设置具有对准孔的多个材料层形成的承窝的基本结构，其中电极具有中平面构造；图16显示了发光面板的一部分的分解图，显示了通过在基板上设置具有对准孔的多个材料层形成的承窝的基本结构，其中电极的构造是具有两个保持电极和两个寻址电极，寻址电极位于两保持电极之间；图17显示了本发明一实施例中的承窝的一部分，其中微元件和腔体形成为一种公-母连接器；图18显示了发光面板的一部分的俯视图，示出了通过穿过整个发光面板丝网单个微元件来制造发光面板的方法；图19显示了彩色发光面板的一部分的俯视图，示出了通过穿过整个发光面板编织多个微元件来制造彩色发光面板的方法；图20显示了根据本发明一实施例的用于靠静电设置微元件的系统；图21显示了根据本发明一实施例的用于靠静电设置微元件的系统；图22显示了根据本发明一实施例的在基板内设置微元件的系统；图23显示了根据本发明一实施例的在基板上设置微元件的系统。
具体实施例方式
正如在此所实施和广义描述的，本发明的优选实施例是针对一种新颖的发光面板。特别需要指出的，优选实施例是针对发光面板和一种用于制造发光面板的丝网(web)制备工艺。
图1和图2显示了本发明的两个实施例，其中发光面板包括第一基板10和第二基板20。第一基板10可由硅酸盐、聚丙稀、石英、玻璃、任何聚合基材料或本领域人士公知的任何材料或材料的组合制成。类似地，第二基板20可由硅酸盐、聚丙稀、石英、玻璃、任何聚合基材料或熟悉本领域人士公知的任何材料或材料的组合制成。第一基板10和第二基板20二者可由同种材料或分别由不同材料制成。除此之外，第一和第二基板可以由使该发光面板散热的材料制成。在一优选实施例中，各基板由机械柔性的材料制成。
第一基板10包括多个承窝30。承窝30可以按任何图案设置，相邻的承窝之间可以具有均匀的或非均匀的间距。图案可包括文字数字式字符、符号、图标或图像，但不限于此。优选地，承窝30设置在第一基板10中，以便相邻的承窝30之间的距离大致相等。承窝30可以成组地设置，以便一组承窝和另一组承窝之间的距离大致相等。后面的这种设置方法特别涉及彩色发光面板；在彩色发光面板中，每一组承窝中的每一个承窝可以分别呈现红色、绿色和蓝色。
至少一个微元件40至少部分地设置在各承窝30中。可以在一个承窝中设置多个微元件，以提供增强的发光度和增强的辐射传输效率。在根据本发明的一个实施例的彩色发光面板中，一个承窝承载有配置为发出红光、绿光和蓝光的三个微元件。该微元件40可以是任意形状的，包括球形、圆柱形和非球面形，但并不限于这些形状。另外，可以考虑微元件40包括设置或形成于另一结构内的微元件，例如将球形的微元件设置在圆柱形的结构中。在根据本发明的实施例的一个彩色发光面板中，每个圆柱形结构支撑有多个微元件，这些微元件设计为发出单色可见光或由红、绿、蓝组成的多种颜色，或其它适当的颜色设置。
在本发明的另一实施例中，在每个微元件上涂有粘结剂或结合剂，来帮助将微元件40或多个微元件布置/保持在承窝30中。在另一可选实施例中，使每个微元件带有静电荷，在每个微元件上施加静电场，以帮助将微元件40或多个微元件固定在承窝30中。向微元件施以静电荷还有助于避免多个微元件聚积在一起。在本发明的一个实施例中，使用电子枪使每个微元件带静电荷，并且给设置在每个承窝30附近的一个电极通电，以产生吸引带静电的微元件所需的静电场。
或者，为了帮助将微元件40或多个微元件固定/保持在承窝30中，承窝30中可以含有粘结剂或结合剂。粘结剂或结合剂可通过优先洗提(differentialstripping)、光刻工艺、溅射、激光沉积、化学沉积、气相沉积或使用喷墨技术的沉积而涂覆于承窝30的内侧。熟悉本领域的人士将意识到可实现采用其它涂覆承窝30内侧的方法。这里所描述的方法和工具可以用于将微元件固定在承窝30中、或在平面上，即无凹窝的基板的表面。
在本发明的一个实施例中，采用静电薄片传送(electrostatic sheet transfer，EST)工艺在每个承窝中固定至少一个微元件。在EST工艺的第一个具体实施方案中，基板，尤其是基板中已形成了承窝的基板，被施以预定数量的电荷。类似地，多个单独微元件中的每一个也被施以预定数量的与基板所带电荷相反的电荷。在本发明的一个实施例中，对基板充电的方法包括使用一种带某种电荷图案(charge pattern)的激光充电鼓(laser-charged drum)，其中该鼓将电荷图案转移到基板的预定部分。然后，在带电的基板上覆有多个的带电微元件。参考图20，用于在带电基板10上设置带相反电荷的微元件40的装置包括一个使用定时释放机构(优选为处理器控制的)的泻槽90，以在结构(fabric)制备过程中在一个预定时间释放大致数量的微元件。泻槽在结构的上方，正当带适当电荷的基板部分通过泻槽下方时，一个活动的挡板(barrier)92，即一个电控的闸门被启动而使得微元件40排放到基板40上。可以在进入泻槽90前或位于泻槽中时使微元件40充有电荷94。电荷使得某些带电的承窝30和某些多个带电微元件之间具有静电吸引作用，从而带电微元件吸附至带电的承窝。带电的承窝30带有与微元件40的电荷相反的电荷96。为了去除过剩的微元件，即那些没有与带电的承窝之间形成静电结合的微元件，摇动基板或向基板吹气。
为了将具有特定颜色的发光微元件安置在期望的承窝中，EST工艺的第一个具体实施方案要求在生产过程中，针对每种需要的颜色，重复进行所述工艺步骤。电荷被直接施加到基板上的这些区域即承窝处，在这里来布置具有第一种所需颜色的微元件。然后，具有第一种所需颜色的微元件掠过基板并粘附在该带电区域。在具有第二种所需颜色的微元件将被布置的区域(即承窝)被充电且具有第二种颜色的微元件掠过基板之前，去除那些受排斥的微元件。重复进行上述步骤，直到在基板上形成了彩色发光微元件的期望图案。
参见图21，在EST工艺的第二种具体实施方案中，其原理大体上与电子照相术(electro photography)类似，带电的第一基板200与位于第二基板205上的多个带电微元件40电接触。微元件40被吸引到第一带电基板200上并吸附在第一带电基板上。为了使基板带电，或更详细地说，是使基板上的承窝部分30带电，使用处理器控制的充电装置，即激光、二极管阵列、电子束或类似方式。作为制造工艺的一部分，一卷基板材料连续地通过充电装置并因此带电。充电装置由处理器控制，因此能够在特定区域即承窝区域分配电荷，其数量由生产者的指令确定，以此来获得所需的面板尺寸和分辨率。接着，含有带相反电荷微元件40的第二基板205经过第一带电基板200，随后微元件从第二基板上分离并吸附至第一带电基板的带电区域，即承窝30。在如图21所示的本发明的一个实施例中，为了便于在二者静电作用范围内连续地传送第一和第二基板200、205，第一和第二基板顺着卷轴210传送。卷轴210沿两个相反方向A和B旋转。图21显示了两个卷轴210，在连续化的工序中，也可以使用多个卷轴和/或使用传动带。
在一个可选实施例中，参见图22，其示出了设置微元件的方法和系统，这种设置完全是机械式的。第一柔性基板300，如塑料或聚合材料或一种被加热至呈现柔性的温度的聚合材料，受力而与位于第二基板305上的各个微元件40接触。微元件40使得柔性的第一带电基板300按微元件的形状发生变形。微元件从束缚较松的第二基板305上脱离并留在第一充电基板中自形成的承窝中，形成了承窝/微元件结构314。在如图22所示的本发明的一个实施例中，为了便于在机械作用范围内连续传送第一和第二基板300、305，第一和第二基板顺着卷轴310和312传送。卷轴312上具有承窝形状的凹槽，当柔性基板和微元件被迫互相接触时，柔性基板300受到微元件40的推挤而进入该承窝形状的凹槽。另一个实施例中使用不带凹槽的卷轴312，并且柔性基板300的厚度超过其基板自身中形成的承窝深度。卷轴310和312沿两个相反方向A和B旋转。尽管图22显示了两个卷轴310和312，但在连续化的工序中也可以使用多个卷轴和/或传动带。
正如关于EST工艺的第一种具体实施方案所描述的，发出不同颜色的微元件被固定在带电基板中特定的位置，工艺要求确保发出不同颜色的微元件被相应固定的步骤。正因如此，在EST的第二种工艺中，通过充电的方法首先选择性地对第一基板中的要固定发出第一种颜色的微元件的某一区域或多个区域充电。只含有发出第一种颜色的带电微元件的第二基板经过带电的第一基板，借助在带相反电荷的第一带电基板区域与发出第一种颜色的微元件之间所存在的静电力而使微元件被拾取，离开第二基板。随后，通过充电的方法选择性地对第一基板中的要固定发出第二种颜色的微元件的某一区域或多个区域充电。只含有发出第二种颜色的带电微元件的第三基板经过带电的第一基板，借助在带相反电荷的第一带电基板区域与发出第二种颜色的微元件之间所存在的静电力而使微元件被拾取，离开第三基板。根据所需辐射不同颜色微元件的数量而反复进行上述过程。
作为以上所描述的反复过程的替换方式，第二基板以发出不同颜色的微元件有选择地组成图案。熟悉本领域的人认识到对于不同的显示技术，该图案包括红、绿、蓝三基色。具有这些颜色的微元件形成为组以形成像素。在这个可选择的实施例中，选择性图案化的第二基板与选择性带电(例如在承窝位置带电)的第一基板电接触；由于带相反电荷的承窝与微元件之间的静电力作用，微元件从选择性图案化的第二基板上脱离后被布置于选择性带电的第一基板的承窝中。在脱离和布置过程中，一直保持微元件的图形。
参见图23，在本发明的另一实施例中，使用类似于喷墨头的插入工具220及225，将微元件40置于基板10上，即承窝30中。在这个特别例子中，第一插入工具220用于使结合材料(例如导电树脂或类似物质)的液滴230如同微元件40一样地粘附于基板10上。微组件的布置过程能被用作连续的丝网(web)或不连续步骤的制造过程的一部分。在特定的连续丝网工艺中，基板被供应至生产线，例如丝网线(webline)。该基板接近已经载有至少第一组导体的丝网线的插入部分，所述第一组导体中可能形成有用于容纳微元件的承窝。仅为示例的目的，所述导体可以是大约150微米宽，沿丝网线垂直于基板运动方向，并且微元件可以是大约.33毫米宽。所述导体之间的中心间距大约为400微米。由于载有基板的导体的标准化的连续行经过该丝网线的插入部分，插入工具将结合剂和微元件插到基板上和/或插到适当的承窝中。微元件布置的图案可以是手动地、机械地或处理器控制的。插入工具通过处理器被程序控制，以改变期望的微元件布置的尺寸、色彩(例如红、绿、蓝)、类型(例如微元件)和位置。或者，插入工具是这样的基板的承窝首先被涂覆有期望的磷涂层，以按照需要构建显示像素，例如红、绿、蓝，随后将微元件插入至各被涂覆的承窝中。
插入工具能使用各种不同的方法和装置来将微元件引导向基板，即承窝。例如，静电、压电、声学装置利用喷射传感器和/或致动器来控制喷射和布置微元件。这些传感器和/或致动器由插入处理器控制。在这里描述的实施例中，插入处理器启动传感器或致动器，同时基板相对于该插入工具运动。通过控制传感器或致动器的启动和基板的运动，插入处理器能引导微元件，使其按特定的图案冲击基板。
为了控制偏离指定轨道的微元件的布置，微元件在离开插入工具时会由于静电作用而偏离。控制插入工具电极上的电荷，以使带电的微元件沿期望的方向行进，以补偿插入工具的移动。在一可选实施例中，利用在基板中的承窝下的电极或在插入工具上的电极来诱导微元件上的电荷，使其向基板和适当的承窝加速。另外，可以利用电场来加速随后要喷射的微元件。
在本发明的另一实施例中，可以结合使用EST工艺和插入工具。在本可选实施例中，使用插入工具来给基板中的承窝涂覆适当的磷涂层。利用上述EST工艺其中之一，将至少一个微元件布置在各个被涂覆的承窝中。
在本发明的另一实施例中，借助向基板施加作用力的工艺而将微元件布置在基板上的承窝中。这个力可以是惯性力，例如来自振动、空气压力、或由施力工具施加的其它力(例如搅拌)。在本发明的该实施例中，所施加的力是用作最后的或精密对准步骤。粗对准步骤是最初将微元件引至基板的表面上。参考上述的静电排放实施方式，可以利用搅拌来有效地保证微元件和承窝之间的静电吸引；或者利用搅拌来除去基板表面上的没有被布置在适当的承窝中的多余的微元件。在本发明的另一个实施例中，利用空气压力来增强或代替将微元件吸引至承窝中的静电力，在承窝的底部施加真空来产生空气压力。
在本发明的再一实施例中，使用掩模并结合施力工具将微元件布置于基板中的适当的承窝中。在该实施例中，第一掩模被布置于该基板上，其中第一掩模上有多个孔，从而被图案化，使得为了容纳第一颜色微元件而根据显示需求在预定位置处具有该孔。一旦掩模就位后，泻槽内的具有第一颜色的微元件就被排放至掩模上，利用施力工具来使微元件振动穿过所述孔而进入基板中的承窝内。然后，除去第一掩模，对第二和第三颜色的微元件使用第二和第三图案化的掩模重复进行上述过程。在另外的实施例中，微元件可以大小不同，例如绿色的微元件具有第一尺寸，其大于具有第二尺寸的蓝色的微元件，并且大于具有第三尺寸的红色微元件。在一可选实施例中，可以相应地图案化所述掩模，以适应微元件的不同尺寸。
连续丝网工艺(continuous web processes)，包括插入部分，是一个动态制造工艺。该工艺允许构建适于各种不同的基于尺寸、分辨率、功率限制等的技术应用的显示器结构。获得的显示器结构是可以根据指定应用重新配置的。此外，在本发明的另一实施例中，连续丝网工艺的插入部分包括将可固化的液态介电层和类似物涂覆至含有第一组导体的基板。这种分层技术的进一步讨论已经揭示于在某日递交的代理机构案号No.SAIC0029-CIP1的题目为“用于制备面板层的液体制造工艺(liquid manufacturing processes for panel layerfabrication)”的申请中，该申请揭示的内容全部被合并于此。这些介电涂层在切割过程中给下层的导体提供了保护，从而显示器结构被切割成多个显示器面板。由于显示器结构的适应性，该结构可以被切割成具有同样尺寸的显示器或切割成具有不同尺寸的显示器。现有技术中的制造工艺不允许这种多尺寸适应性。这种限制的其中一个重要原因是需要在面板边缘为电连接线和类似物留有空间。根据本发明，甚至从该结构的中心切下来的显示器的边缘处也有介电保护的导体，以便于连接于此。在边缘处去除或剥离介电层，即可露出导体，并允许形成适当的连接。
在最基本的形式中，各微元件40包括一壳体50，其中填充有等离子形成气体或气体混合物45。任何能电离的合适的气体或气体混合物45都可以用作等离子形成气体，其包括氪、氙、氩、氖、氧、氦、汞、及其混合物，但不限于此。实际上，任何惰性气体都可以用作等离子形成气体，包括混合有铯或汞的惰性气体，但不限于此。此外，稀有气体卤化混合物，例如氯化氙、氟化氙等也适于用作等离子形成气体。稀有气体卤化物是有效的辐射体，其辐射波长大约是300至350nm，比纯氙的辐射波长(147至170nm)长。这就导致了由混合比例赋予的总体量子效率增益，即两个或多个因子。进一步而言，在本发明的另一实施例中，稀有气体卤化混合物也可以与上述列出的其它等离子形成气体相结合。这里的描述并不为了进行限制。熟悉本领域的人士将能知道其它也可以使用的气体或气体混合物。在彩色显示器中，根据另一实施例，等离子形成气体或气体混合物45可以这样选择，在电离过程中，气体将会放射出对应期望颜色的特定波长的光。例如，氖—氩发出红光，氙—氧发出绿光，氪—氖发出蓝光。尽管在优选实施例中使用了等离子形成气体或气体混合物45，但也可以考虑任何能发光的其它材料，例如电致发光材料、有机发光二极管(OLEDs)、或光电材料。
壳体50可以由各种材料形成，包括硅酸盐、聚丙烯、玻璃、任何聚合基材料、氧化镁和石英，但并不限于此，该壳体也可以是任何尺寸。从沿壳体的短轴方向测量时，壳体50直径的范围可以是几微米到几厘米；沿壳体的长轴方向测量的尺寸基本没有限制。例如圆柱形微元件的越过短轴的直径可以仅是100微米，但其长轴方向的直径可以是几百米长。在一优选实施例中，沿壳体的短轴方向测量，壳体的外径可以是100微米至300微米。另外，壳体的厚度可以是几微米至几毫米，优选厚度是1微米至10微米。
当在微元件上施加足够大的电压时，气体或气体混合物会电离形成等离子体并发出光辐射。最初使壳体50内的气体或气体混合物电离所需的电位由帕邢(Paschen)定律决定，并与壳体内的气体压力密切相关。在本发明中，壳体50内的气体压力范围从几十托至几个大气压。在一优选实施例中，气体压力的范围从100托至700托。微元件40的尺寸和形状以及其中的等离子形成气体的类型和压力将影响发光面板的性能和特征，可以通过选择微元件40的尺寸和形状以及其中的等离子形成气体的类型和压力来优化面板的工作效率。
有各种可以加入微元件40中的涂层300和掺杂剂，他们会影响发光面板的性能和特征。涂层300可以被涂覆于壳体50的外侧或内侧，而且可以部分地或全部地涂覆壳体50。外侧涂层的类型包括用于将UV光转换成可见光的涂层(例如，磷)、用作反射滤光器的涂层、以及用作带隙滤光器的涂层，但不限于此。内侧涂层的类型包括用于将UV光转换成可见光的涂层(例如，磷)、用于增强二次发射的涂层和用于防止腐蚀的涂层，但并不限于此。熟悉本领域的人士将意识到也可以使用其它涂层。涂层300可以通过优先洗提(differential stripping)、光刻工艺、溅射、激光沉积、化学沉积、气相沉积、或使用喷墨技术的沉积而涂覆于壳体50上。熟悉本领域的人士将意识到也可使用其它涂覆壳体50的内侧和/或外侧的方法。掺杂剂的类型包括用于将UV光转换成可见光的涂层(例如，磷)、用于增强二次发射的掺杂剂、和提供通过壳体50的导电通道的掺杂剂，但并不限于此。可以通过熟悉本领域的人士公知的合适的技术，包括离子注入，将所述掺杂剂加入壳体50。可以考虑将涂层和掺杂剂的任何组合加入微元件40。或者，可以将各种涂层350涂覆于承窝30的内侧，与加入微元件40的涂层和掺杂剂相结合。这些涂层350包括用于将UV光转换成可见光的涂层、用作反射滤光器的涂层、以及用作带隙滤光器的涂层，但不限于此。
在本发明的实施例中，当微元件被构造成发射UV光时，通过用磷至少部分地涂覆壳体50内侧、用磷至少部分地涂覆壳体50的外侧、在壳体50中掺杂磷和/或用磷涂覆承窝30的内侧，UV光被转换成可见光。在彩色面板中，根据本发明的实施例，可以选择有色磷，从而使得由相间的微元件发出的可见光分别变为红色、绿色和蓝色。通过以不同的强度组合这些基色，可以形成所有的颜色。可以考虑使用其它颜色组合和排列。在用于彩色发光面板的另一实施例中，通过在微元件40上和/或承窝30的内侧上设置单色磷，UV光被转换成可见光。然后，可以相间地在各承窝30上应用有色滤光器，以将可见光转换成各种适当排列的彩色光，例如红色、绿色和蓝色。通过用单色磷涂覆所有微元件、然后通过使用在各承窝顶部的至少一个滤光器将可见光转换成彩色光，微元件布置变得不那么复杂，而且发光面板能更易于配置。
为了提高发光度和辐射输送效率，在本发明的一实施例中，各微元件40的壳体50至少部分地涂覆有二次发射增强材料。可以使用任何亲和力低的材料，包括氧化镁和氧化铥，但并不限于此。熟悉本领域的人士将意识到其它材料将也能提供二次发射增强功能。在本发明的另一实施例，壳体50掺杂有二次发射增强材料。除了用二次发射增强材料涂覆壳体50之外，还可以使壳体50掺杂有二次发射增强材料。在此情形下，用于涂覆壳体50的二次发射增强材料和用于掺杂壳体50的二次发射增强材料可以不同。
根据本发明的一实施例，除了用二次发射增强材料掺杂壳体50之外，或为代替用二次发射增强材料掺杂壳体50，壳体50掺杂有导电材料。可能的导电材料包括银、金、铂和铝，但并不限于此。以导电材料掺杂壳体50可以为壳体内包含的气体或气体混合物提供了一个直接的导电通道，并且提供了一种可能获得DC发光面板的途径。
在本发明的另一实施例中，微元件40的壳体50涂覆有反射材料。设置一与该反射材料的折射指数(index of refraction)相匹配的指数匹配材料(indexmatching material)，以与该反射材料的至少一部分接触。该反射涂层和指数匹配材料可以与前述实施例中的磷涂层和二次发射增强涂层分离开或相结合。该反射涂层被涂覆于壳体50，以增强辐射传输效率。通过还设置指数匹配材料以与该反射材料的至少一部分接触，因此允许预定波长范围的辐射能通过反射涂层在反射层和指数匹配材料之间的界面处逃逸。借助迫使辐射通过该反射层和该指数匹配材料之间的界面而离开微元件，可以获得更高的微元件效率，并增加发光度。在一实施例中，指数匹配材料直接涂覆于该反射涂层的至少一部分上。在另一实施例中，该指数匹配材料设置在一与该微元件接触的材料层或类似物上，以便该指数匹配材料与该反射涂层的至少一部分接触。在另一实施例，选择该界面的尺寸，以获得发光面板的特定视野。
在第一基板10中和/或在第一基板10上形成的腔体55提供了基本的承窝30结构。腔体55可以是任何形状和尺寸。如图3A至图3J所示，腔体55的形状可以包括立方体100、圆锥110、平截头圆锥体120、抛物面130、球体140、圆柱150、棱锥160、平截头棱锥170、平行六面体180或棱柱190。
承窝30的尺寸和形状会影响发光面板的性能和特征，并且选择承窝30的尺寸和形状，以优化面板的工作效率。另外，承窝的几何形状可以根据微元件的形状和尺寸选择，以优化微元件和承窝之间的表面接触和/或确保设置在承窝中的任何电极和微元件之间的连接。此外，可以选择承窝30的尺寸和形状，以优化光子的产生并提供增强的发光度和辐射输送效率。如图4和图5所示的例子，可以选择尺寸和形状，以提供具有特定角度θ的视野400，以便设置在深承窝30中的微元件40可以提供更准直的光，并因此具有较窄的视角θ(图4)，而设置在浅承窝30中的微元件40可以提供较宽的视角θ(图5)。也就是说，腔体的尺寸可以是这样的，例如其深度包容了沉积在承窝中的微元件，或该腔体可以被制成较浅，以便微元件仅部分地设置于承窝中。或者，在本发明的另一实施例中，通过在第二基板上设置至少一个光学透镜，视野400可以被设定为特定角θ。透镜可以覆盖整个第二基板或，在具有多个光学透镜的情形下，可以排列成与各承窝对准。在另一实施例中，光学透镜或光学镜头可被配置，以调节发光面板的视野。
在制造包括多个承窝的发光面板的方法的实施例中，腔体55形成于基板10中或在基板10中形成图案，以产生基本的承窝形状。通过物理、机械、热、电、光或化学的方法使基板变形，该腔体可以形成为任何适当的形状和尺寸。各承窝附近和/或各承窝中可以设置各种增强材料325。该增强材料325包括防眩涂层、触敏表面、增强对比度(黑色掩模)涂层、保护性涂层、晶体管、集成电路、导体器件、感应器、电容器、电阻器、控制电子器件、驱动电子器件、二极管、脉冲形成网络、脉冲压缩器、脉冲变压器和调谐电路，但并不限于此。
在制造包括多个承窝的发光面板的方法的另一实施例中，通过下述过程形成承窝30设置多个材料层60以形成第一基板10，直接在第一基板10上在材料层中或在其结合体中设置至少一个电极，并选择性去除材料层60中的一部分以形成腔体。材料层60全部或部分地包括介电材料、金属与增强材料325的组合。增强材料325包括防眩涂层、触敏涂层、增强对比度(黑色掩模)涂层、保护性涂层、晶体管、集成电路、半导体器件、感应器、电容器、电阻器、控制电子器件、驱动电子器件、二极管、脉冲形成网络、脉冲压缩器、脉冲变压器和调谐电路，但并不限于此。可以通过任何传输工艺，光刻、静电型工艺、等离子沉积、溅射、激光沉积、化学沉积、气相沉积或使用喷墨技术的沉积来完成材料层60的布置。本领域的普通技术人员将知晓在基板上设置多个材料层的其它合适的方法。腔体55可以通过多种方法形成于材料层60中，这些方法包括干蚀刻或湿蚀刻、光刻、激光热处理、热成型、机械冲压、模压、模锻、钻孔、电铸或造窝。
在制造包括多个承窝的发光面板的方法的另一实施例中，通过下述过程形成承窝30在第一基板10中形成腔体55的图案，在第一基板10上设置多个材料层65以便材料层65与腔体55一致，并在第一基板10上在材料层或其结合体中设置至少一个电极。通过物理、机械、热、电、光或化学的方法使基板变形，该腔体可以形成为任何适当的形状和尺寸。材料层的全部或部分60包括介电材料、金属与增强材料325的结合。增强材料325包括防眩涂层、触敏涂层、增强对比度(黑色掩模)涂层、保护性涂层、晶体管、集成电路、半导体器件、感应器、电容器、电阻器、控制电子器件、驱动电子器件、二极管、脉冲形成网络、脉冲压缩器、脉冲变压器和调谐电路，但并不限于此。可以通过任何传输工艺、光刻、静电型工艺、等离子沉积、溅射、激光沉积、化学沉积、气相沉积或使用喷墨技术的沉积来完成材料层60的布置。本领域的普通技术人员将知晓在基板上设置多个材料层的其它合适的方法。
在制造包括多个承窝的发光面板的方法的另一个实施例中，通过下述过程形成承窝30在第一基板10中设置多个材料层66，并在第一基板10上，在材料层66中或在其结合体中设置至少一个电极。各材料层包括预成型的通孔56，其延伸穿过整个材料层。所述通孔可以具有同样的尺寸或具有不同的尺寸。在第一基板上设置多个具有该通孔的材料层66，使通孔对准，从而形成腔体55。材料层66的全部或部分，包括介电材料、金属与增强材料325的结合。增强材料325包括防眩涂层、触敏表面、增强对比度(黑色掩模)涂层、保护性涂层、晶体管、集成电路、半导体器件、感应器、电容器、电阻器、二极管、控制电子器件、驱动电子器件、脉冲形成网络、脉冲压缩器、脉冲变压器和调谐电路，但并不限于此。可以通过任何传输工艺、光刻、静电型工艺、等离子沉积、溅射、激光沉积、化学沉积、气相沉积或使用喷墨技术的沉积来完成材料层66的布置。本领域的普通技术人员将知晓在基板上设置多个材料层的其它合适的方法。
在描述了在发光面板中制造承窝的四个不同方法的上述实施例中，可以在各承窝中或在各承窝附近设置至少一个增强材料。如上所述，增强材料325可以包括防眩涂层、触敏表面、增强对比度(黑色掩模)涂层、保护性涂层、晶体管、集成电路、半导体器件、感应器、电容器、电阻器、控制电子器件、驱动电子器件、二极管、脉冲形成网络、脉冲压缩器、脉冲变压器和调谐电路，但并不限于此。在本发明的优选实施例中，通过任何传输工艺、光刻、静电型工艺、等离子沉积、溅射、激光沉积、化学沉积、气相沉积、使用喷墨技术的沉积、或机械手段，来将增强材料设置在各承窝中或附近。在本发明的另一实施例中，用于制造发光面板的方法包括通过使至少一种电增强体悬浮在液体中并使该液体流过第一基板，而将至少一种电增强体(例如晶体管、集成电路、半导体器件、感应器、电容器、电阻器、控制电子器件、驱动电子器件、二极管、脉冲形成网络、脉冲压缩器、脉冲变压器和调谐电路)设置在各承窝中或附近。当该液体流经该基板时，所述至少一个电增强体将沉淀于各承窝中。可以考虑使用其它物质或方式来使电增强体在基板上移动。这样的方式包括使用空气来推动电增强体在基板上移动。在本发明的另一实施例中，承窝具有与所述至少一个电增强体对应的形状，从而所述至少一个增强体与承窝自对准。
可以为了多种目的在发光面板中使用电增强体，这些目的包括降低电离微元件中的等离子形成气体的所必须的电压，降低保持/擦除微元件中的电离电荷所需的电压，提高微元件的发光度和/或辐射传输效率，以及提高微元件发光的频率。另外，电增强体可以与发光面板驱动电路结合，用于改变驱动发光面板所必须的功率需求。例如，调谐电路可以与驱动电路结合，用于允许DC电源向AC型发光面板提供电力。在本发明的一实施例中，设置有一控制器，其与所述电增强体连接并能够控制他们的工作。单独地控制在各像素/子像素处的电增强体的能力，提供了一种在发光面板制造后，可以改变/校正各微元件的特性的途径。这些特性包括发光度和微元件发光的频率，但并不限于此。熟悉本领域的人士将知晓在发光面板中的各承窝中或附近设置电增强体的其它用处。
通过至少两电极来供应激励微元件40所必须的电位。在本发明的一般实施例中，发光面板包括多个电极，其中至少两个电极仅粘附于第一基板、第二基板，或至少一个电极粘附于每个第一基板和第二基板，其中所述电极如此设置施加于电极的电压致使一个和多个微元件发光。在另一实施例中，发光面板包括多个电极，其中至少两个电极如此设置施加于电极的电压致使一个和多个微元件在发光面板的整个视野里发光，没有交叉任一电极。
在一实施例中，承窝30在第一基板10上形成图案，以便承窝形成于第一基板中，至少两个电极可以设置在第一基板10、第二基板20、或其结合体上。在如图1和图2所示的示例性实施例中，保持电极70粘附在第二基板20上，并且寻址电极80粘附于第一基板10上。在一优选实施例中，粘附于第一基板10的至少一个电极是至少部分地设置在承窝中(图1和图2)。
在第一基板10包括多个材料层60并且承窝30形成于所述材料层中的一实施例中，至少两个电极可以设置于第一基板10上、设置在材料层60中、设置于第二基板20上、或设置在其结合体上。在如图6A所示的实施例中，第一寻址电极80设置在材料层60中，第一保持电极70设置在材料层60中，并且第二保持电极75设置在材料层60中，以便第一保持电极和第二保持电极是共面的构造。图6B是图6A的断面图，其显示了共面的保持电极70和75的设置。在如图7A所示的另一实施例中，第一保持电极70设置于第一基板10上，第一寻址电极80设置在材料层60中，第二保持电极75设置在材料层60中，以便第一寻址电极位于第一保持电极和第二保持电极之间，形成中平面构造。图7B是图7A的断面图，其显示了第一保持电极70。如图8所示，在本发明的优选实施例中，第一保持电极70设置于材料层60中，第一寻址电极80设置于材料层60中，第二寻址电极85设置在材料层60中，并且第二保持电极75设置在材料层60中，以便第一寻址电极和第二寻址电极位于第一保持电极和第二保持电极之间。
在这样的实施例中，其中腔体55在第一基板10上形成图案，多个材料层65设置于第一基板10上以使材料层与腔体55一致，至少两个电极可以设置在第一基板10上、至少部分地设置在材料层65中、设置在第二基板20上、或其任意组合。在如图9所示的一个实施例中，第一寻址电极80设置在第一基板10上，第一保持电极70设置在材料层65中，并且第二保持电极75设置在材料层65中，以便第一保持电极和第二保持电极是共面的构造。在如图10所示的另一实施例中，第一保持电极70设置于第一基板10上，第一寻址电极80设置在材料层65中，第二保持电极75设置在材料层65中，以便第一寻址电极位于第一保持电极和第二保持电极之间，形成中平面构造。如图11所示，在本发明的优选实施例中，第一保持电极70设置于第一基板10上，第一寻址电极80设置于材料层65中，第二寻址电极85设置在材料层65中，并且第二保持电极75设置在材料层65中，以便第一寻址电极和第二寻址电极位于第一保持电极和第二保持电极之间。
在具有对准通孔56的多个材料层66设置于第一基板10上从而形成腔体55的一个实施例中，至少两个电极可以设置在第一基板10上、至少部分地设置在材料层65中、设置在第二基板20上、或其任意组合。在如图14所示的一个实施例中，第一寻址电极80设置在第一基板10上，第一保持电极70设置在材料层66中，并且第二保持电极75设置在材料层66中，以便第一保持电极和第二保持电极是共面的构造。在如图15所示的另一实施例中，第一保持电极70设置于第一基板10上，第一寻址电极80设置在材料层66中，第二保持电极75设置在材料层66中，使得第一寻址电极位于第一保持电极和第二保持电极之间，形成中平面构造。如图16所示，在本发明的优选实施例中，第一保持电极70设置于第一基板10上，第一寻址电极80设置于材料层66中，第二寻址电极85设置在材料层66中，并且第二保持电极75设置在材料层66中，使得第一寻址电极和第二寻址电极位于第一保持电极和第二保持电极之间。
上述说明书已经描述了发光面板的各种部件以及用于制造各部件和制造发光面板的一套方法。在本发明的一实施例中，可以考虑将制造这些部件的方法作为制造发光面板的丝网(web)制造工艺的一部分。在本发明的另一实施例中，用于制造发光面板的丝网(web)制造工艺包括下述步骤提供第一基板；在该第一基板上设置微元件；在该第一基板上设置第二基板，以便微元件被夹在该第一基板和该第二基板之间；以及将第一基板和第二基板“三明治”切成小块，以形成各发光面板。在另一实施例中，第一基板和第二基板是由成卷的材料供应的。多个承窝可以预先形成于第一基板上，或者可以作为丝网(web)制造工艺的一部分形成于该第一基板中和/和形成于该第一基板上。同样地，第一和第二基板可以预先形成，以便第一基板、第二基板或两个基板都包括多个电极。或者，可以作为丝网制造工艺的一部分，将多个电极可以设置在第一基板上或第一基板内、在第二基板上或第二基板内、或在第一基板和第二基板上和内。需要注意的是可以按照任何可能的顺序进行制造步骤。还需注意的是微元件可以预先成型，或者可以作为丝网制造工艺的一部分来形成。在另一实施例中，丝网制造工艺作为连续高速在线过程来进行，具有能以比批量工艺中制造发光面板更快的速度来制造发光面板。如图11和图12所示，在本发明的一实施例中，丝网制造工艺包括下述工艺步骤微元件成型过程800，用于形成微元件壳体并用等离子形成气体填充所述微元件；微元件涂覆过程810，用于用磷或其他合适的涂层来涂覆所述微元件；电路和电极印刷过程820，用于在第一基板上印刷至少一个电极和任何所需的驱动和控制电路；图案化过程840，用于在第一基板上图案化多个腔体来形成多个承窝；微元件布置过程850，用于正确地将至少一个电极布置于各承窝中；电极印刷过程860，在需要时用于在第二基板上印刷至少一个电极；第二基板的施加和对准过程870，用于使第二基板在第一基板上对准，以便所述微元件被夹在第一基板和第二基板之间；面板切割过程880，用于切割第一基板和第二基板，以形成单独的发光面板。或者，微元件涂覆过程810可以在将所述微元件置于承窝850中之后的任何时候进行。在另一实施例中，作为没有作为上述工艺的一部分来涂覆。而是在将微元件置于承窝中之前，对多个承窝进行涂覆。熟悉本领域的人士知晓可以用于丝网制造工艺的各种涂覆变化。
在如图17所示的本发明的另一实施例中，承窝30可以形成为具有公微元件40和母腔体55的公-母连接器型。公微元件40和母腔体55形成为具有互补的形状。如图12所示，作为例子，腔体和微元件具有互补的圆柱形状。母腔体的开口35被形成为这样该开口小于公微元件的直径d。较大直径的公微元件被迫通过母腔体55的较小的开口，从而公微元件40被锁定/保持在该腔体中，并相对于设置在其中的至少一个电极500对准在承窝中。这样的设置使得微元件的布置更加灵活。在另一实施例中，这种承窝结构提供了一种方式通过该方式，圆柱形微元件可以被以一行接一行的方式喂入承窝，或者，微元件是长圆柱形(尽管其他形状的作用也一样好)的情况下，将其在整个发光面板上喂入/丝网。
在如图18所示的本发明的另一实施例中，用于制造发光面板的方法包括在发光面板的整个长度上穿过各承窝30来丝网一个微元件40。在本实施例中，以沟槽形状形成的承窝30也可工作。然而，在一优选实施例中，使用如图17所示和描述的承窝。由于单个微元件40绕承窝沟槽丝网/喂入承窝沟槽，并且由于单个微元件抵达沟槽的末端，所以可以考虑对微元件40进行热处理，以允许微元件40绕承窝沟槽的末端弯曲。在如图19所述的另一实施例中，用于制造发光面板的方法包括丝网多个微元件40，各微元件被设计成发出特定颜色的可见光，并相间地穿过整个发光面板。例如，如图19所示，红色微元件41、绿色微元件42和蓝色微元件43绕承窝沟槽丝网/喂入承窝沟槽。或者，可以通过下述步骤制造彩色发光面板用特定颜色的磷或其他UV转换材料来交替地涂覆个承窝沟槽的内侧，然后在整个发光面板的整个长度上丝网/喂入该多个微元件，使其穿过承窝沟槽。
根据在此揭示的本申请的所考虑的事项和本发明的实践，本发明的其它实施例和用途对熟悉本领域的人士来说是明显的。本发明的说明和实施例应当被理解为仅是示例性的，本发明的确切保护范围和精神由所附权利要求书确定。正如本领域的普通技术人员能理解的那样，所揭示的各实施例的修改和变化，包括其组合，包含于如权利要求书所限定的本发明的范围之内。
权利要求
1.一种将微元件粘附至部分导电的基板上的方法，该基板上印刷有导电区域，该方法包括将该部分导电的基板传送至含有粘接剂的第一插入工具的印刷范围内；将一部分该粘接剂放置到该部分导电的基板的导电区域上；将其上具有该部分粘接剂的该部分导电的基板传送至含有至少一个微元件的第二插入工具的印刷范围内；以及将所述至少一个微元件放置到位于该部分导电的基板的该导电区域上的该部分粘接剂上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在放置该部分粘接剂和所述至少一个微元件的过程中，该第一插入工具和该第二插入工具利用压电致动器。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该部分导电的基板中包含用于容纳该部分粘接剂和所述至少一个微元件的承窝。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个微元件含有稀有气体卤化物。
5.一种将多个微元件放置到基板的预定部分的方法，包括给该基板的预定部分充以第一电荷；给所述多个微元件充以第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将所述多个带电微元件引至所述带电基板，其中所述多个带电微元件被静电吸引至该基板的带电预定部分。
6.一种将多个微元件放置到基板的预定部分的方法，包括给该基板的第一预定部分充以第一电荷；给第一组多个微元件充以第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将该第一组带电微元件引至该基板的第一带电部分，其中所述第一组带电微元件被静电吸引至该基板的第一带电部分；通过给该基板施加力，帮助去除该第一组带电微元件中的未粘附至该基板的第一带电部分的微元件；给该基板的第二预定部分充以该第一电荷；给第二组多个微元件充以该第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将第二组带电微元件引至该基板的第二带电部分，其中该第二组带电微元件被静电吸引至该基板的第二带电部分；施加力于该基板，以去除该第二组带电微元件中的未粘附至该基板的第二带电部分的微元件；给该基板的第三预定部分充以该第一电荷；给第三组多个微元件充以该第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将第三组带电微元件引至该基板的第三带电部分，其中该第三组带电微元件被静电吸引至该基板的第三带电部分；施加力于该基板，以去除该第三组带电微元件中的未粘附至该基板的第三带电部分的微元件。
7.根据权利要求6所述的方法，其中该第一、第二和第三组微元件分别代表三基色的一个颜色。
8.根据权利要求6所述的方法，其中该施加的力是超声波。
9.根据权利要求6所述的方法，其中该基板的该第一、第二和第三预定部分位于形成于该基板中的承窝中。
10.根据权利要求6所述的方法，其中该基板的该第一、第二和第三预定部分紧邻一导体。
11.根据权利要求9所述的方法，其中各承窝紧邻至少一个导体。
12.根据权利要求6所述的方法，其中所述微元件含有稀有气体卤化物。
13.一种将多个微元件置入基板的预定部分的系统，包括用于给多个微元件充以第一电荷的装置；用于给该基板的预定部分充以第二电荷的装置，其中该第一电荷和该第二电荷极性相反；用于将所述多个微元件引至该基板的预定带电部分的装置，其中所述多个微元件和该基板的预定带电部分之间的静电力将所述多个微元件吸引至该基板的预定带电部分；和用于去除所述多个微元件中的未被置于该基板的预定带电部分中的微元件的装置。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述用于给所述多个微元件充电的装置是电子束。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述用于给所述多个微元件充电的装置是激光器。
16.根据权利要求13所述的系统，其中所述用于给该基板的预定部分充电的装置是电子束。
17.根据权利要求13所述的系统，其中所述用于给该基板的预定部分充电的装置是激光器。
18.根据权利要求13所述的系统，其中所述用于给该基板的预定部分充电的装置包括一含有电荷图案的激光充电鼓，其中该鼓将该电荷图案转移至该基板的预定部分。
19.根据权利要求13所述的系统，其中所述用于将多个微元件引至该基板的预定部分的装置是泻槽。
20.根据权利要求13所述的系统，其中所述用于去除多个微元件中的未被置于该基板的预定带电部分中的微元件的装置是一施力工具。
21.根据权利要求13所述的系统，其中将所述多个微元件吸引至所述预定带电部分的静电力通过向所述预定带电部分施加真空而增强，或被向所述预定带电部分施加真空替代。
22.一种将微元件置于基板的承窝中的方法，包括将在预定位置处具有第一孔的第一掩模置于该基板上，其中该第一孔位于该基板内的第一组承窝的上方；将发出第一颜色的多个微元件引至该掩模；在该第一掩模和该基板的至少其中之一上施力，以有助于将所述微元件置入该基板内的第一组承窝中；将在预定位置处具有第二孔的第二掩模置于该基板上，其中该第二孔位于该基板内的第二组承窝的上方；将发出第二颜色的多个微元件引至该掩模；在该第二掩模和该基板的至少其中之一上施力，以有助于将所述微元件置入该基板内的第二组承窝中；将在预定位置处具有第三孔的第三掩模置于该基板上，其中该第三孔位于该基板内的第三组承窝的上方；将发出第三颜色的多个微元件引至该掩模；以及在该第三掩模和该基板的至少其中之一上施力，以有助于将所述微元件置入该基板内的第三组承窝中。
23.根据权利要求22所述的方法，其中还包括在该基板中的各第一组、第二组和第三组承窝中放置粘接剂。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述多个微元件包含稀有气体卤化物。
25.用于制造多个发光面板的连续工艺，包括提供一第一连续的基板列，该基板上具有多个平行导体；通过静电转移工艺将多个微元件设置在所述多个平行导体上；将第二基板设置在该第一基板上，以便所述多个微元件被夹在该第一基板和该第二基板之间；并且切割该第一基板和该第二基板，以形成所述多个发光面板。
26.根据权利要求25所述的工艺，其中该静电转移工艺包括给所述平行导体充以第一电荷；给所述多个微元件充以第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；及将所述多个带电微元件引导至所述带电平行导体，其中所述带电微元件被静电吸引至所述带电平行导体。
27.根据权利要求25所述的工艺，其中该静电转移工艺包括给所述平行导体的第一部分充以第一电荷；给第一组多个微元件充以第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将该第一组带电微元件引导至该基板的第一带电部分，其中所述第一组带电微元件被静电吸引至所述平行导体的第一部分；施加力于该基板，以去除该第一组带电微元件中的未粘附至所述平行导体的第一部分的微元件；给所述平行导体的第二部分充以该第一电荷；给第二组多个微元件充以该第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将第二组带电微元件引导至该平行导体的第二部分，其中该第二组带电微元件被静电吸引至所述平行导体的第二部分；施加力于该基板，以去除该第二组带电微元件中的未粘附至所述平行导体的第二部分的微元件；给所述平行导体的第三预定部分充以该第一电荷；给第三组多个微元件充以该第二电荷，其中该第一电荷和该第二电荷是极性相反的电荷；将第三组带电微元件引导至所述平行导体的第三部分，其中该第三组带电微元件被静电吸引至所述平行导体的第三部分；施加力于该基板，以去除该第三组带电微元件中的未粘附至所述平行导体的第三部分的微元件。
28.一种制造多个发光面板的连续工艺，包括提供第一连续的基板列，该基板上具有多个平行导体；将该基板传送至含有粘接剂的第一插入工具的印刷范围内；将部分粘接剂放置在所述平行导体的区域上；将其上具有该部分粘接剂的基板传送至含有多个微元件的第二插入工具的印刷范围内；以及将多个微元件放置到位于所述平行导体上的该部分粘接剂上；将第二基板设置于该第一基板上，以便所述多个微元件被夹在该第一基板和该第二基板之间；以及切割该第一基板和该第二基板，以形成所述多个发光面板。
29.一种制造多个发光面板的连续工艺，包括提供一连续移动的第一基板列，该第一基板上粘附有可去除的微元件；提供一平行于该第一基板连续移动的第二基板列，其中在连续移动过程中，该第一基板和该第二基板被迫使在至少一个点处互相接触，以便所述微元件在该第二基板中形成承窝，并且从该第一基板中去除并保留在形成的承窝中。
全文摘要
本发明揭示了一种改进的发光面板，其两个基板之间夹有多个微元件。各微元件包含气体或气体混合物，当经由两个电极在微元件上施加足够大的电压时，气体或气体混合物能电离。本发明还揭示了一种制造发光面板的改进的方法，其使用丝网(web)制造工艺来制造发光面板，作为高速、连续的在线工艺的一部分。
文档编号H01J65/04GK1675734SQ03819366
公开日2005年9月28日 申请日期2003年7月23日 优先权日2002年8月9日
发明者E·维克托·乔治, 艾伯特·M·格林, N·康弗斯·韦思 申请人:科学应用国际公司